Flash de rayos gamma terrestres
Un destello de rayos gamma terrestre ( TGF ) es un estallido de rayos gamma producidos en la atmósfera de la Tierra. Se ha registrado que los TGF duran de 0,2 a 3,5 milisegundos y tienen energías de hasta 20 millones de electronvoltios . Se especula que los TGF son causados por campos eléctricos intensos producidos por encima o dentro de las tormentas eléctricas . Los científicos también han detectado positrones y electrones energéticos producidos por destellos de rayos gamma terrestres. [1] [2]
Los destellos de rayos gamma terrestres fueron descubiertos por primera vez en 1994 por BATSE , o Experimento de fuentes transitorias y explosivas, en el Observatorio de rayos gamma de Compton , una nave espacial de la NASA . [3] Un estudio posterior de la Universidad de Stanford en 1996 vinculó un TGF a un rayo individual que ocurre dentro de unos pocos milisegundos del TGF. BATSE detectó solo una pequeña cantidad de eventos de TGF en nueve años (76), debido a que fue construido para estudiar estallidos de rayos gamma del espacio exterior, que duran mucho más.
A principios de la década de 2000, el satélite Ramaty High Energy Solar Spectroscopic Imager ( RHESSI ) observó TGF con energías mucho más altas que las registradas por BATSE. [4] Los datos de RHESSI llevaron a los científicos a estimar que aproximadamente 50 TGF ocurren cada día, [5] más de lo que se pensaba anteriormente, pero aún representa solo una fracción muy pequeña del total de rayos en la Tierra (3-4 millones de eventos de rayos por día en promedio ). Unos años más tarde, los científicos que utilizan el telescopio espacial de rayos gamma Fermi de la NASA , que fue diseñado para monitorear los rayos gamma, estimaron que alrededor de 500 TGF ocurren diariamente en todo el mundo, pero la mayoría pasan desapercibidos. [6]
Aunque los detalles del mecanismo son inciertos, existe un consenso sobre los requisitos físicos. Se presume que los fotones TGF son emitidos por electrones que viajan a velocidades muy cercanas a la velocidad de la luz que chocan con los núcleos de los átomos en el aire y liberan su energía en forma de rayos gamma ( bremsstrahlung [7] ). Se pueden formar grandes poblaciones de electrones energéticos por el crecimiento de avalanchas impulsado por campos eléctricos , un fenómeno llamado avalancha relativista de electrones descontrolados (RREA). [8] [9] Es probable que los rayos proporcionen el campo eléctrico, ya que se ha demostrado que la mayoría de los TGF se producen en unos pocos milisegundos de un rayo (Inan et al. 1996). [10] [11][12] Más allá de esta imagen básica, los detalles son inciertos. Investigaciones recientes han demostrado que electrón-electrón ( Bremsstrahlung ) [13] conduce primero a un enriquecimiento de electrones de alta energía y posteriormente aumenta el número de fotones de alta energía.
Algunos de los marcos teóricos estándar se han tomado prestados de otras descargas asociadas con los rayos, como los sprites, los jets azules y los elfos , que se descubrieron en los años inmediatamente anteriores a las primeras observaciones de TGF. Por ejemplo, ese campo puede deberse a la separación de cargas en una nube de tormenta (campo "DC") a menudo asociado con sprites, o debido al pulso electromagnético (EMP) producido por la descarga de un rayo, a menudo asociado con elfos. También hay alguna evidencia de que ciertos TGF ocurren en ausencia de rayos, aunque en las proximidades de la actividad general del rayo, lo que ha provocado comparaciones con los chorros azules.
